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IF=60.622! Chem. Rev.綜述：從材料到電池：鋰離子電池電極加工的最新和前瞻技術

電極加工在推進鋰離子電池（LIB）技術方面發揮著重要作用，并對電池能量密度、制造成本和產量產生重大影響。然而，與材料開發相比，關于電極加工和電池制造的總結要少得多，尤其是將材料特性與加工設計和約束相關聯。

在此，美國橡樹嶺國家實驗室Jianlin Li研究員等人概述了從材料到電池組裝的LIB電極加工的每個步驟，總結了各個步驟的最新進展。綜述重點關注

（1）材料性能與加工設計的關系；

(2) 每一步的目標和挑戰；

(3)步驟之間的相關性；

(4) 從實驗室規模擴大到中試規模的挑戰；

(5)每一步的加工成本；

(6) 加工和制造步驟的限制；

（7）未來加工制造技術。本文旨在概述LIB制造從粉末到電池形成的整個過程，并彌合學術發展與工業制造之間的差距。

圖1. 正負極材料能源、成本、可循環性、功率和安全性對比

材料占LIB成本的大部分，而 LIB成本的不斷降低需要采用新型材料，這可能對最先進的工藝構成挑戰，未來材料和電極加工的創新發展對于滿足鋰離子電池對能量和功率密度提高、快速充電能力、成本降低、安全性增強、可持續制造和環境友好性的持續需求是必要的。可以通過減少非活性成分的含量來提高能量密度，包括使用更輕和更薄的集流體（即金屬化聚合物基材）、開發自立式電極、減少粘結劑和導電添加劑的含量，并通過減少孔隙體積來減少所需的電解液量，從而進一步致密化電極。

開發具有足夠質量控制的連續流程和自動化可以提高一致性和再現性并降低廢品率，在LIB制造中實施質量控制。此外，在電極加工和電池制造過程中考慮回收是非常有益的，可以簡化后續的回收步驟。最后但同樣重要的是，雖然LIB將繼續主導電動汽車應用，但還有一些其他新興電池技術，如鋰硫電池和固態電池也同樣值得關注。

圖2. 電極制造以及電池和電池組制造所涉及步驟框圖

From Materials to Cell: State-of-the-Art and Prospective Technologies for Lithium-Ion Battery Electrode Processing, Chemical Reviews 2021. DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00565

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